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Theorem lt6abl 18119
Description: A group with fewer than 6 elements is abelian. (Contributed by Mario Carneiro, 27-Apr-2016.)
Hypothesis
Ref Expression
cygctb.1 𝐵 = (Base‘𝐺)
Assertion
Ref Expression
lt6abl ((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) < 6) → 𝐺 ∈ Abel)

Proof of Theorem lt6abl
Dummy variables 𝑛 𝑥 are mutually distinct and distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 cygctb.1 . . . . . . 7 𝐵 = (Base‘𝐺)
21grpbn0 17274 . . . . . 6 (𝐺 ∈ Grp → 𝐵 ≠ ∅)
32adantr 480 . . . . 5 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) < 6) → 𝐵 ≠ ∅)
4 6re 10978 . . . . . . . 8 6 ∈ ℝ
5 rexr 9964 . . . . . . . 8 (6 ∈ ℝ → 6 ∈ ℝ*)
6 pnfnlt 11838 . . . . . . . 8 (6 ∈ ℝ* → ¬ +∞ < 6)
74, 5, 6mp2b 10 . . . . . . 7 ¬ +∞ < 6
8 fvex 6113 . . . . . . . . . . . . 13 (Base‘𝐺) ∈ V
91, 8eqeltri 2684 . . . . . . . . . . . 12 𝐵 ∈ V
109a1i 11 . . . . . . . . . . 11 (𝐺 ∈ Grp → 𝐵 ∈ V)
11 hashinf 12984 . . . . . . . . . . 11 ((𝐵 ∈ V ∧ ¬ 𝐵 ∈ Fin) → (#‘𝐵) = +∞)
1210, 11sylan 487 . . . . . . . . . 10 ((𝐺 ∈ Grp ∧ ¬ 𝐵 ∈ Fin) → (#‘𝐵) = +∞)
1312breq1d 4593 . . . . . . . . 9 ((𝐺 ∈ Grp ∧ ¬ 𝐵 ∈ Fin) → ((#‘𝐵) < 6 ↔ +∞ < 6))
1413biimpd 218 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ Grp ∧ ¬ 𝐵 ∈ Fin) → ((#‘𝐵) < 6 → +∞ < 6))
1514impancom 455 . . . . . . 7 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) < 6) → (¬ 𝐵 ∈ Fin → +∞ < 6))
167, 15mt3i 140 . . . . . 6 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) < 6) → 𝐵 ∈ Fin)
17 hashnncl 13018 . . . . . 6 (𝐵 ∈ Fin → ((#‘𝐵) ∈ ℕ ↔ 𝐵 ≠ ∅))
1816, 17syl 17 . . . . 5 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) < 6) → ((#‘𝐵) ∈ ℕ ↔ 𝐵 ≠ ∅))
193, 18mpbird 246 . . . 4 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) < 6) → (#‘𝐵) ∈ ℕ)
20 nnuz 11599 . . . 4 ℕ = (ℤ‘1)
2119, 20syl6eleq 2698 . . 3 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) < 6) → (#‘𝐵) ∈ (ℤ‘1))
22 6nn 11066 . . . . 5 6 ∈ ℕ
2322nnzi 11278 . . . 4 6 ∈ ℤ
2423a1i 11 . . 3 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) < 6) → 6 ∈ ℤ)
25 simpr 476 . . 3 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) < 6) → (#‘𝐵) < 6)
26 elfzo2 12342 . . 3 ((#‘𝐵) ∈ (1..^6) ↔ ((#‘𝐵) ∈ (ℤ‘1) ∧ 6 ∈ ℤ ∧ (#‘𝐵) < 6))
2721, 24, 25, 26syl3anbrc 1239 . 2 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) < 6) → (#‘𝐵) ∈ (1..^6))
28 df-6 10960 . . . . . . 7 6 = (5 + 1)
2928oveq2i 6560 . . . . . 6 (1..^6) = (1..^(5 + 1))
3029eleq2i 2680 . . . . 5 ((#‘𝐵) ∈ (1..^6) ↔ (#‘𝐵) ∈ (1..^(5 + 1)))
31 5nn 11065 . . . . . . 7 5 ∈ ℕ
3231, 20eleqtri 2686 . . . . . 6 5 ∈ (ℤ‘1)
33 fzosplitsni 12444 . . . . . 6 (5 ∈ (ℤ‘1) → ((#‘𝐵) ∈ (1..^(5 + 1)) ↔ ((#‘𝐵) ∈ (1..^5) ∨ (#‘𝐵) = 5)))
3432, 33ax-mp 5 . . . . 5 ((#‘𝐵) ∈ (1..^(5 + 1)) ↔ ((#‘𝐵) ∈ (1..^5) ∨ (#‘𝐵) = 5))
3530, 34bitri 263 . . . 4 ((#‘𝐵) ∈ (1..^6) ↔ ((#‘𝐵) ∈ (1..^5) ∨ (#‘𝐵) = 5))
36 df-5 10959 . . . . . . . . 9 5 = (4 + 1)
3736oveq2i 6560 . . . . . . . 8 (1..^5) = (1..^(4 + 1))
3837eleq2i 2680 . . . . . . 7 ((#‘𝐵) ∈ (1..^5) ↔ (#‘𝐵) ∈ (1..^(4 + 1)))
39 4nn 11064 . . . . . . . . 9 4 ∈ ℕ
4039, 20eleqtri 2686 . . . . . . . 8 4 ∈ (ℤ‘1)
41 fzosplitsni 12444 . . . . . . . 8 (4 ∈ (ℤ‘1) → ((#‘𝐵) ∈ (1..^(4 + 1)) ↔ ((#‘𝐵) ∈ (1..^4) ∨ (#‘𝐵) = 4)))
4240, 41ax-mp 5 . . . . . . 7 ((#‘𝐵) ∈ (1..^(4 + 1)) ↔ ((#‘𝐵) ∈ (1..^4) ∨ (#‘𝐵) = 4))
4338, 42bitri 263 . . . . . 6 ((#‘𝐵) ∈ (1..^5) ↔ ((#‘𝐵) ∈ (1..^4) ∨ (#‘𝐵) = 4))
44 df-4 10958 . . . . . . . . . . 11 4 = (3 + 1)
4544oveq2i 6560 . . . . . . . . . 10 (1..^4) = (1..^(3 + 1))
4645eleq2i 2680 . . . . . . . . 9 ((#‘𝐵) ∈ (1..^4) ↔ (#‘𝐵) ∈ (1..^(3 + 1)))
47 3nn 11063 . . . . . . . . . . 11 3 ∈ ℕ
4847, 20eleqtri 2686 . . . . . . . . . 10 3 ∈ (ℤ‘1)
49 fzosplitsni 12444 . . . . . . . . . 10 (3 ∈ (ℤ‘1) → ((#‘𝐵) ∈ (1..^(3 + 1)) ↔ ((#‘𝐵) ∈ (1..^3) ∨ (#‘𝐵) = 3)))
5048, 49ax-mp 5 . . . . . . . . 9 ((#‘𝐵) ∈ (1..^(3 + 1)) ↔ ((#‘𝐵) ∈ (1..^3) ∨ (#‘𝐵) = 3))
5146, 50bitri 263 . . . . . . . 8 ((#‘𝐵) ∈ (1..^4) ↔ ((#‘𝐵) ∈ (1..^3) ∨ (#‘𝐵) = 3))
52 df-3 10957 . . . . . . . . . . . . 13 3 = (2 + 1)
5352oveq2i 6560 . . . . . . . . . . . 12 (1..^3) = (1..^(2 + 1))
5453eleq2i 2680 . . . . . . . . . . 11 ((#‘𝐵) ∈ (1..^3) ↔ (#‘𝐵) ∈ (1..^(2 + 1)))
55 2eluzge1 11610 . . . . . . . . . . . 12 2 ∈ (ℤ‘1)
56 fzosplitsni 12444 . . . . . . . . . . . 12 (2 ∈ (ℤ‘1) → ((#‘𝐵) ∈ (1..^(2 + 1)) ↔ ((#‘𝐵) ∈ (1..^2) ∨ (#‘𝐵) = 2)))
5755, 56ax-mp 5 . . . . . . . . . . 11 ((#‘𝐵) ∈ (1..^(2 + 1)) ↔ ((#‘𝐵) ∈ (1..^2) ∨ (#‘𝐵) = 2))
5854, 57bitri 263 . . . . . . . . . 10 ((#‘𝐵) ∈ (1..^3) ↔ ((#‘𝐵) ∈ (1..^2) ∨ (#‘𝐵) = 2))
59 elsni 4142 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((#‘𝐵) ∈ {1} → (#‘𝐵) = 1)
60 fzo12sn 12418 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (1..^2) = {1}
6159, 60eleq2s 2706 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((#‘𝐵) ∈ (1..^2) → (#‘𝐵) = 1)
6261adantl 481 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) ∈ (1..^2)) → (#‘𝐵) = 1)
63 hash1 13053 . . . . . . . . . . . . . . 15 (#‘1𝑜) = 1
6462, 63syl6eqr 2662 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) ∈ (1..^2)) → (#‘𝐵) = (#‘1𝑜))
65 1nn0 11185 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 1 ∈ ℕ0
6662, 65syl6eqel 2696 . . . . . . . . . . . . . . . 16 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) ∈ (1..^2)) → (#‘𝐵) ∈ ℕ0)
67 hashclb 13011 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (𝐵 ∈ V → (𝐵 ∈ Fin ↔ (#‘𝐵) ∈ ℕ0))
689, 67ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝐵 ∈ Fin ↔ (#‘𝐵) ∈ ℕ0)
6966, 68sylibr 223 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) ∈ (1..^2)) → 𝐵 ∈ Fin)
70 1onn 7606 . . . . . . . . . . . . . . . 16 1𝑜 ∈ ω
71 nnfi 8038 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (1𝑜 ∈ ω → 1𝑜 ∈ Fin)
7270, 71ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . . . 15 1𝑜 ∈ Fin
73 hashen 12997 . . . . . . . . . . . . . . 15 ((𝐵 ∈ Fin ∧ 1𝑜 ∈ Fin) → ((#‘𝐵) = (#‘1𝑜) ↔ 𝐵 ≈ 1𝑜))
7469, 72, 73sylancl 693 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) ∈ (1..^2)) → ((#‘𝐵) = (#‘1𝑜) ↔ 𝐵 ≈ 1𝑜))
7564, 74mpbid 221 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) ∈ (1..^2)) → 𝐵 ≈ 1𝑜)
7610cyg 18117 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐵 ≈ 1𝑜) → 𝐺 ∈ CycGrp)
77 cygabl 18115 . . . . . . . . . . . . . 14 (𝐺 ∈ CycGrp → 𝐺 ∈ Abel)
7876, 77syl 17 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐵 ≈ 1𝑜) → 𝐺 ∈ Abel)
7975, 78syldan 486 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) ∈ (1..^2)) → 𝐺 ∈ Abel)
8079ex 449 . . . . . . . . . . 11 (𝐺 ∈ Grp → ((#‘𝐵) ∈ (1..^2) → 𝐺 ∈ Abel))
81 id 22 . . . . . . . . . . . . 13 ((#‘𝐵) = 2 → (#‘𝐵) = 2)
82 2prm 15243 . . . . . . . . . . . . 13 2 ∈ ℙ
8381, 82syl6eqel 2696 . . . . . . . . . . . 12 ((#‘𝐵) = 2 → (#‘𝐵) ∈ ℙ)
841prmcyg 18118 . . . . . . . . . . . . . 14 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) ∈ ℙ) → 𝐺 ∈ CycGrp)
8584, 77syl 17 . . . . . . . . . . . . 13 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) ∈ ℙ) → 𝐺 ∈ Abel)
8685ex 449 . . . . . . . . . . . 12 (𝐺 ∈ Grp → ((#‘𝐵) ∈ ℙ → 𝐺 ∈ Abel))
8783, 86syl5 33 . . . . . . . . . . 11 (𝐺 ∈ Grp → ((#‘𝐵) = 2 → 𝐺 ∈ Abel))
8880, 87jaod 394 . . . . . . . . . 10 (𝐺 ∈ Grp → (((#‘𝐵) ∈ (1..^2) ∨ (#‘𝐵) = 2) → 𝐺 ∈ Abel))
8958, 88syl5bi 231 . . . . . . . . 9 (𝐺 ∈ Grp → ((#‘𝐵) ∈ (1..^3) → 𝐺 ∈ Abel))
90 id 22 . . . . . . . . . . 11 ((#‘𝐵) = 3 → (#‘𝐵) = 3)
91 3prm 15244 . . . . . . . . . . 11 3 ∈ ℙ
9290, 91syl6eqel 2696 . . . . . . . . . 10 ((#‘𝐵) = 3 → (#‘𝐵) ∈ ℙ)
9392, 86syl5 33 . . . . . . . . 9 (𝐺 ∈ Grp → ((#‘𝐵) = 3 → 𝐺 ∈ Abel))
9489, 93jaod 394 . . . . . . . 8 (𝐺 ∈ Grp → (((#‘𝐵) ∈ (1..^3) ∨ (#‘𝐵) = 3) → 𝐺 ∈ Abel))
9551, 94syl5bi 231 . . . . . . 7 (𝐺 ∈ Grp → ((#‘𝐵) ∈ (1..^4) → 𝐺 ∈ Abel))
96 simpl 472 . . . . . . . . . . 11 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) = 4) → 𝐺 ∈ Grp)
97 2z 11286 . . . . . . . . . . 11 2 ∈ ℤ
98 eqid 2610 . . . . . . . . . . . 12 (gEx‘𝐺) = (gEx‘𝐺)
99 eqid 2610 . . . . . . . . . . . 12 (od‘𝐺) = (od‘𝐺)
1001, 98, 99gexdvds2 17823 . . . . . . . . . . 11 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 2 ∈ ℤ) → ((gEx‘𝐺) ∥ 2 ↔ ∀𝑥𝐵 ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ 2))
10196, 97, 100sylancl 693 . . . . . . . . . 10 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) = 4) → ((gEx‘𝐺) ∥ 2 ↔ ∀𝑥𝐵 ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ 2))
1021, 98gex2abl 18077 . . . . . . . . . . . 12 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (gEx‘𝐺) ∥ 2) → 𝐺 ∈ Abel)
103102ex 449 . . . . . . . . . . 11 (𝐺 ∈ Grp → ((gEx‘𝐺) ∥ 2 → 𝐺 ∈ Abel))
104103adantr 480 . . . . . . . . . 10 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) = 4) → ((gEx‘𝐺) ∥ 2 → 𝐺 ∈ Abel))
105101, 104sylbird 249 . . . . . . . . 9 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) = 4) → (∀𝑥𝐵 ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ 2 → 𝐺 ∈ Abel))
106 rexnal 2978 . . . . . . . . . 10 (∃𝑥𝐵 ¬ ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ 2 ↔ ¬ ∀𝑥𝐵 ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ 2)
10796adantr 480 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) = 4) ∧ (𝑥𝐵 ∧ ¬ ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ 2)) → 𝐺 ∈ Grp)
108 simprl 790 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) = 4) ∧ (𝑥𝐵 ∧ ¬ ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ 2)) → 𝑥𝐵)
1091, 99odcl 17778 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (𝑥𝐵 → ((od‘𝐺)‘𝑥) ∈ ℕ0)
110109ad2antrl 760 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) = 4) ∧ (𝑥𝐵 ∧ ¬ ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ 2)) → ((od‘𝐺)‘𝑥) ∈ ℕ0)
111 4nn0 11188 . . . . . . . . . . . . . . . 16 4 ∈ ℕ0
112111a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) = 4) ∧ (𝑥𝐵 ∧ ¬ ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ 2)) → 4 ∈ ℕ0)
113 simpr 476 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) = 4) → (#‘𝐵) = 4)
114113, 111syl6eqel 2696 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) = 4) → (#‘𝐵) ∈ ℕ0)
115114, 68sylibr 223 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) = 4) → 𝐵 ∈ Fin)
116115adantr 480 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) = 4) ∧ (𝑥𝐵 ∧ ¬ ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ 2)) → 𝐵 ∈ Fin)
1171, 99oddvds2 17806 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ 𝑥𝐵) → ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ (#‘𝐵))
118107, 116, 108, 117syl3anc 1318 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) = 4) ∧ (𝑥𝐵 ∧ ¬ ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ 2)) → ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ (#‘𝐵))
119113adantr 480 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) = 4) ∧ (𝑥𝐵 ∧ ¬ ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ 2)) → (#‘𝐵) = 4)
120118, 119breqtrd 4609 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) = 4) ∧ (𝑥𝐵 ∧ ¬ ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ 2)) → ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ 4)
121 sq2 12822 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (2↑2) = 4
12297a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) = 4) ∧ (𝑥𝐵 ∧ ¬ ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ 2)) → 2 ∈ ℤ)
123 2nn0 11186 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 2 ∈ ℕ0
124123a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) = 4) ∧ (𝑥𝐵 ∧ ¬ ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ 2)) → 2 ∈ ℕ0)
1251, 99odcl2 17805 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((𝐺 ∈ Grp ∧ 𝐵 ∈ Fin ∧ 𝑥𝐵) → ((od‘𝐺)‘𝑥) ∈ ℕ)
126107, 116, 108, 125syl3anc 1318 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) = 4) ∧ (𝑥𝐵 ∧ ¬ ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ 2)) → ((od‘𝐺)‘𝑥) ∈ ℕ)
127 pccl 15392 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 ((2 ∈ ℙ ∧ ((od‘𝐺)‘𝑥) ∈ ℕ) → (2 pCnt ((od‘𝐺)‘𝑥)) ∈ ℕ0)
12882, 126, 127sylancr 694 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) = 4) ∧ (𝑥𝐵 ∧ ¬ ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ 2)) → (2 pCnt ((od‘𝐺)‘𝑥)) ∈ ℕ0)
129128nn0zd 11356 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) = 4) ∧ (𝑥𝐵 ∧ ¬ ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ 2)) → (2 pCnt ((od‘𝐺)‘𝑥)) ∈ ℤ)
130 df-2 10956 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 2 = (1 + 1)
131 simprr 792 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) = 4) ∧ (𝑥𝐵 ∧ ¬ ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ 2)) → ¬ ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ 2)
132 dvdsexp 14887 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 ((2 ∈ ℤ ∧ (2 pCnt ((od‘𝐺)‘𝑥)) ∈ ℕ0 ∧ 1 ∈ (ℤ‘(2 pCnt ((od‘𝐺)‘𝑥)))) → (2↑(2 pCnt ((od‘𝐺)‘𝑥))) ∥ (2↑1))
1331323expia 1259 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 ((2 ∈ ℤ ∧ (2 pCnt ((od‘𝐺)‘𝑥)) ∈ ℕ0) → (1 ∈ (ℤ‘(2 pCnt ((od‘𝐺)‘𝑥))) → (2↑(2 pCnt ((od‘𝐺)‘𝑥))) ∥ (2↑1)))
13497, 128, 133sylancr 694 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) = 4) ∧ (𝑥𝐵 ∧ ¬ ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ 2)) → (1 ∈ (ℤ‘(2 pCnt ((od‘𝐺)‘𝑥))) → (2↑(2 pCnt ((od‘𝐺)‘𝑥))) ∥ (2↑1)))
135 1z 11284 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 1 ∈ ℤ
136 eluz 11577 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (((2 pCnt ((od‘𝐺)‘𝑥)) ∈ ℤ ∧ 1 ∈ ℤ) → (1 ∈ (ℤ‘(2 pCnt ((od‘𝐺)‘𝑥))) ↔ (2 pCnt ((od‘𝐺)‘𝑥)) ≤ 1))
137129, 135, 136sylancl 693 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) = 4) ∧ (𝑥𝐵 ∧ ¬ ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ 2)) → (1 ∈ (ℤ‘(2 pCnt ((od‘𝐺)‘𝑥))) ↔ (2 pCnt ((od‘𝐺)‘𝑥)) ≤ 1))
138 oveq2 6557 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 (𝑛 = 2 → (2↑𝑛) = (2↑2))
139138, 121syl6eq 2660 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 (𝑛 = 2 → (2↑𝑛) = 4)
140139breq2d 4595 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 (𝑛 = 2 → (((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ (2↑𝑛) ↔ ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ 4))
141140rspcev 3282 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 ((2 ∈ ℕ0 ∧ ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ 4) → ∃𝑛 ∈ ℕ0 ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ (2↑𝑛))
142123, 120, 141sylancr 694 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) = 4) ∧ (𝑥𝐵 ∧ ¬ ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ 2)) → ∃𝑛 ∈ ℕ0 ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ (2↑𝑛))
143 pcprmpw2 15424 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 ((2 ∈ ℙ ∧ ((od‘𝐺)‘𝑥) ∈ ℕ) → (∃𝑛 ∈ ℕ0 ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ (2↑𝑛) ↔ ((od‘𝐺)‘𝑥) = (2↑(2 pCnt ((od‘𝐺)‘𝑥)))))
14482, 126, 143sylancr 694 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) = 4) ∧ (𝑥𝐵 ∧ ¬ ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ 2)) → (∃𝑛 ∈ ℕ0 ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ (2↑𝑛) ↔ ((od‘𝐺)‘𝑥) = (2↑(2 pCnt ((od‘𝐺)‘𝑥)))))
145142, 144mpbid 221 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) = 4) ∧ (𝑥𝐵 ∧ ¬ ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ 2)) → ((od‘𝐺)‘𝑥) = (2↑(2 pCnt ((od‘𝐺)‘𝑥))))
146145eqcomd 2616 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) = 4) ∧ (𝑥𝐵 ∧ ¬ ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ 2)) → (2↑(2 pCnt ((od‘𝐺)‘𝑥))) = ((od‘𝐺)‘𝑥))
147 2cn 10968 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 2 ∈ ℂ
148 exp1 12728 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 (2 ∈ ℂ → (2↑1) = 2)
149147, 148ax-mp 5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 (2↑1) = 2
150149a1i 11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) = 4) ∧ (𝑥𝐵 ∧ ¬ ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ 2)) → (2↑1) = 2)
151146, 150breq12d 4596 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) = 4) ∧ (𝑥𝐵 ∧ ¬ ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ 2)) → ((2↑(2 pCnt ((od‘𝐺)‘𝑥))) ∥ (2↑1) ↔ ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ 2))
152134, 137, 1513imtr3d 281 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) = 4) ∧ (𝑥𝐵 ∧ ¬ ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ 2)) → ((2 pCnt ((od‘𝐺)‘𝑥)) ≤ 1 → ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ 2))
153131, 152mtod 188 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) = 4) ∧ (𝑥𝐵 ∧ ¬ ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ 2)) → ¬ (2 pCnt ((od‘𝐺)‘𝑥)) ≤ 1)
154 1re 9918 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 1 ∈ ℝ
155128nn0red 11229 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) = 4) ∧ (𝑥𝐵 ∧ ¬ ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ 2)) → (2 pCnt ((od‘𝐺)‘𝑥)) ∈ ℝ)
156 ltnle 9996 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 ((1 ∈ ℝ ∧ (2 pCnt ((od‘𝐺)‘𝑥)) ∈ ℝ) → (1 < (2 pCnt ((od‘𝐺)‘𝑥)) ↔ ¬ (2 pCnt ((od‘𝐺)‘𝑥)) ≤ 1))
157154, 155, 156sylancr 694 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) = 4) ∧ (𝑥𝐵 ∧ ¬ ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ 2)) → (1 < (2 pCnt ((od‘𝐺)‘𝑥)) ↔ ¬ (2 pCnt ((od‘𝐺)‘𝑥)) ≤ 1))
158153, 157mpbird 246 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) = 4) ∧ (𝑥𝐵 ∧ ¬ ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ 2)) → 1 < (2 pCnt ((od‘𝐺)‘𝑥)))
159 nn0ltp1le 11312 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ((1 ∈ ℕ0 ∧ (2 pCnt ((od‘𝐺)‘𝑥)) ∈ ℕ0) → (1 < (2 pCnt ((od‘𝐺)‘𝑥)) ↔ (1 + 1) ≤ (2 pCnt ((od‘𝐺)‘𝑥))))
16065, 128, 159sylancr 694 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) = 4) ∧ (𝑥𝐵 ∧ ¬ ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ 2)) → (1 < (2 pCnt ((od‘𝐺)‘𝑥)) ↔ (1 + 1) ≤ (2 pCnt ((od‘𝐺)‘𝑥))))
161158, 160mpbid 221 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) = 4) ∧ (𝑥𝐵 ∧ ¬ ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ 2)) → (1 + 1) ≤ (2 pCnt ((od‘𝐺)‘𝑥)))
162130, 161syl5eqbr 4618 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) = 4) ∧ (𝑥𝐵 ∧ ¬ ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ 2)) → 2 ≤ (2 pCnt ((od‘𝐺)‘𝑥)))
163 eluz2 11569 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 ((2 pCnt ((od‘𝐺)‘𝑥)) ∈ (ℤ‘2) ↔ (2 ∈ ℤ ∧ (2 pCnt ((od‘𝐺)‘𝑥)) ∈ ℤ ∧ 2 ≤ (2 pCnt ((od‘𝐺)‘𝑥))))
164122, 129, 162, 163syl3anbrc 1239 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) = 4) ∧ (𝑥𝐵 ∧ ¬ ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ 2)) → (2 pCnt ((od‘𝐺)‘𝑥)) ∈ (ℤ‘2))
165 dvdsexp 14887 . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 ((2 ∈ ℤ ∧ 2 ∈ ℕ0 ∧ (2 pCnt ((od‘𝐺)‘𝑥)) ∈ (ℤ‘2)) → (2↑2) ∥ (2↑(2 pCnt ((od‘𝐺)‘𝑥))))
166122, 124, 164, 165syl3anc 1318 . . . . . . . . . . . . . . . . 17 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) = 4) ∧ (𝑥𝐵 ∧ ¬ ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ 2)) → (2↑2) ∥ (2↑(2 pCnt ((od‘𝐺)‘𝑥))))
167121, 166syl5eqbrr 4619 . . . . . . . . . . . . . . . 16 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) = 4) ∧ (𝑥𝐵 ∧ ¬ ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ 2)) → 4 ∥ (2↑(2 pCnt ((od‘𝐺)‘𝑥))))
168167, 145breqtrrd 4611 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) = 4) ∧ (𝑥𝐵 ∧ ¬ ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ 2)) → 4 ∥ ((od‘𝐺)‘𝑥))
169 dvdseq 14874 . . . . . . . . . . . . . . 15 (((((od‘𝐺)‘𝑥) ∈ ℕ0 ∧ 4 ∈ ℕ0) ∧ (((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ 4 ∧ 4 ∥ ((od‘𝐺)‘𝑥))) → ((od‘𝐺)‘𝑥) = 4)
170110, 112, 120, 168, 169syl22anc 1319 . . . . . . . . . . . . . 14 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) = 4) ∧ (𝑥𝐵 ∧ ¬ ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ 2)) → ((od‘𝐺)‘𝑥) = 4)
171170, 119eqtr4d 2647 . . . . . . . . . . . . 13 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) = 4) ∧ (𝑥𝐵 ∧ ¬ ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ 2)) → ((od‘𝐺)‘𝑥) = (#‘𝐵))
1721, 99, 107, 108, 171iscygodd 18113 . . . . . . . . . . . 12 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) = 4) ∧ (𝑥𝐵 ∧ ¬ ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ 2)) → 𝐺 ∈ CycGrp)
173172, 77syl 17 . . . . . . . . . . 11 (((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) = 4) ∧ (𝑥𝐵 ∧ ¬ ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ 2)) → 𝐺 ∈ Abel)
174173rexlimdvaa 3014 . . . . . . . . . 10 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) = 4) → (∃𝑥𝐵 ¬ ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ 2 → 𝐺 ∈ Abel))
175106, 174syl5bir 232 . . . . . . . . 9 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) = 4) → (¬ ∀𝑥𝐵 ((od‘𝐺)‘𝑥) ∥ 2 → 𝐺 ∈ Abel))
176105, 175pm2.61d 169 . . . . . . . 8 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) = 4) → 𝐺 ∈ Abel)
177176ex 449 . . . . . . 7 (𝐺 ∈ Grp → ((#‘𝐵) = 4 → 𝐺 ∈ Abel))
17895, 177jaod 394 . . . . . 6 (𝐺 ∈ Grp → (((#‘𝐵) ∈ (1..^4) ∨ (#‘𝐵) = 4) → 𝐺 ∈ Abel))
17943, 178syl5bi 231 . . . . 5 (𝐺 ∈ Grp → ((#‘𝐵) ∈ (1..^5) → 𝐺 ∈ Abel))
180 id 22 . . . . . . 7 ((#‘𝐵) = 5 → (#‘𝐵) = 5)
181 5prm 15653 . . . . . . 7 5 ∈ ℙ
182180, 181syl6eqel 2696 . . . . . 6 ((#‘𝐵) = 5 → (#‘𝐵) ∈ ℙ)
183182, 86syl5 33 . . . . 5 (𝐺 ∈ Grp → ((#‘𝐵) = 5 → 𝐺 ∈ Abel))
184179, 183jaod 394 . . . 4 (𝐺 ∈ Grp → (((#‘𝐵) ∈ (1..^5) ∨ (#‘𝐵) = 5) → 𝐺 ∈ Abel))
18535, 184syl5bi 231 . . 3 (𝐺 ∈ Grp → ((#‘𝐵) ∈ (1..^6) → 𝐺 ∈ Abel))
186185imp 444 . 2 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) ∈ (1..^6)) → 𝐺 ∈ Abel)
18727, 186syldan 486 1 ((𝐺 ∈ Grp ∧ (#‘𝐵) < 6) → 𝐺 ∈ Abel)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:  ¬ wn 3  wi 4  wb 195  wo 382  wa 383   = wceq 1475  wcel 1977  wne 2780  wral 2896  wrex 2897  Vcvv 3173  c0 3874  {csn 4125   class class class wbr 4583  cfv 5804  (class class class)co 6549  ωcom 6957  1𝑜c1o 7440  cen 7838  Fincfn 7841  cc 9813  cr 9814  1c1 9816   + caddc 9818  +∞cpnf 9950  *cxr 9952   < clt 9953  cle 9954  cn 10897  2c2 10947  3c3 10948  4c4 10949  5c5 10950  6c6 10951  0cn0 11169  cz 11254  cuz 11563  ..^cfzo 12334  cexp 12722  #chash 12979  cdvds 14821  cprime 15223   pCnt cpc 15379  Basecbs 15695  Grpcgrp 17245  odcod 17767  gExcgex 17768  Abelcabl 18017  CycGrpccyg 18102
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1713  ax-4 1728  ax-5 1827  ax-6 1875  ax-7 1922  ax-8 1979  ax-9 1986  ax-10 2006  ax-11 2021  ax-12 2034  ax-13 2234  ax-ext 2590  ax-rep 4699  ax-sep 4709  ax-nul 4717  ax-pow 4769  ax-pr 4833  ax-un 6847  ax-inf2 8421  ax-cnex 9871  ax-resscn 9872  ax-1cn 9873  ax-icn 9874  ax-addcl 9875  ax-addrcl 9876  ax-mulcl 9877  ax-mulrcl 9878  ax-mulcom 9879  ax-addass 9880  ax-mulass 9881  ax-distr 9882  ax-i2m1 9883  ax-1ne0 9884  ax-1rid 9885  ax-rnegex 9886  ax-rrecex 9887  ax-cnre 9888  ax-pre-lttri 9889  ax-pre-lttrn 9890  ax-pre-ltadd 9891  ax-pre-mulgt0 9892  ax-pre-sup 9893
This theorem depends on definitions:  df-bi 196  df-or 384  df-an 385  df-3or 1032  df-3an 1033  df-tru 1478  df-fal 1481  df-ex 1696  df-nf 1701  df-sb 1868  df-eu 2462  df-mo 2463  df-clab 2597  df-cleq 2603  df-clel 2606  df-nfc 2740  df-ne 2782  df-nel 2783  df-ral 2901  df-rex 2902  df-reu 2903  df-rmo 2904  df-rab 2905  df-v 3175  df-sbc 3403  df-csb 3500  df-dif 3543  df-un 3545  df-in 3547  df-ss 3554  df-pss 3556  df-nul 3875  df-if 4037  df-pw 4110  df-sn 4126  df-pr 4128  df-tp 4130  df-op 4132  df-uni 4373  df-int 4411  df-iun 4457  df-disj 4554  df-br 4584  df-opab 4644  df-mpt 4645  df-tr 4681  df-eprel 4949  df-id 4953  df-po 4959  df-so 4960  df-fr 4997  df-se 4998  df-we 4999  df-xp 5044  df-rel 5045  df-cnv 5046  df-co 5047  df-dm 5048  df-rn 5049  df-res 5050  df-ima 5051  df-pred 5597  df-ord 5643  df-on 5644  df-lim 5645  df-suc 5646  df-iota 5768  df-fun 5806  df-fn 5807  df-f 5808  df-f1 5809  df-fo 5810  df-f1o 5811  df-fv 5812  df-isom 5813  df-riota 6511  df-ov 6552  df-oprab 6553  df-mpt2 6554  df-om 6958  df-1st 7059  df-2nd 7060  df-wrecs 7294  df-recs 7355  df-rdg 7393  df-1o 7447  df-2o 7448  df-oadd 7451  df-omul 7452  df-er 7629  df-ec 7631  df-qs 7635  df-map 7746  df-en 7842  df-dom 7843  df-sdom 7844  df-fin 7845  df-sup 8231  df-inf 8232  df-oi 8298  df-card 8648  df-acn 8651  df-cda 8873  df-pnf 9955  df-mnf 9956  df-xr 9957  df-ltxr 9958  df-le 9959  df-sub 10147  df-neg 10148  df-div 10564  df-nn 10898  df-2 10956  df-3 10957  df-4 10958  df-5 10959  df-6 10960  df-7 10961  df-8 10962  df-9 10963  df-n0 11170  df-z 11255  df-dec 11370  df-uz 11564  df-q 11665  df-rp 11709  df-fz 12198  df-fzo 12335  df-fl 12455  df-mod 12531  df-seq 12664  df-exp 12723  df-hash 12980  df-cj 13687  df-re 13688  df-im 13689  df-sqrt 13823  df-abs 13824  df-clim 14067  df-sum 14265  df-dvds 14822  df-gcd 15055  df-prm 15224  df-pc 15380  df-ndx 15698  df-slot 15699  df-base 15700  df-sets 15701  df-ress 15702  df-plusg 15781  df-0g 15925  df-mgm 17065  df-sgrp 17107  df-mnd 17118  df-grp 17248  df-minusg 17249  df-sbg 17250  df-mulg 17364  df-subg 17414  df-eqg 17416  df-od 17771  df-gex 17772  df-cmn 18018  df-abl 18019  df-cyg 18103
This theorem is referenced by:  pgrple2abl  41940
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